39. Определение диаметрального габарита насосного агрегата установки эцн.

Диаметральный габарит погружного оборудования должен обес­печить спуск и подъем его без повреждения в скважину и доста­точно полное использование внутренней полости скважины. Обычно зазор между оборудованием и обсадными трубами составляет 3—10 мм. При значительной глу­бине скважины и увеличенной кри­визне ее необходимо принимать увеличенный зазор. Диаметраль­ный габарит определяется обычно в трех сечениях по длине обору­дования. Первое сечение берется у муфты НКТ. Здесь диаметраль­ный габарит равен сумме диамет­ров кабеля и муфты с учетом плю­совых допусков на их изготов­ление. Второе сечение берется над погружным агрегатом с учетом его габарита и габарита ближай­шей муфты НКТ, у которой на­ходится круглый кабель. Такая муфта обычно расположена в 20—10 м от агрегата и вместе с послед­ним представляет довольно жесткую систему. Если габарит этого сечения превышает допустимый, то трубы заменяются на меньший размер на длине 40—50 м. Таким образом, уменьшается жесткость этой системы (НКТ — погружной агрегат) без сущест­венного увеличения потерь напора в трубах.

Последнее сечение — диаметральное сечение самого агрегата (D_a) (без муфты, труб и круглого кабеля).

Если габариты оборудования неприемлемы в первом и послед­нем сечениях, необходимо изменить размер кабеля, НКТ, насоса или двигателя. При этом проверяются расчетом и соответствующие этапы выбора узлов установки.

40. Электродиафрагменные насосы. Их конструктивные особенности, принцип действия и основные параметры.

Диафрагменные скважинные насосные установки относятся к объемным плунжерным насосам с электроприводом, у которых отбираемая жидкость, проходя через приемный и нагнетательный клапаны, не соприкасается с другими подвижными деталями на­соса и его привода. Она отделена от них резиновой диафрагмой. Этим определяется специфическая область применения данных на­сосов. Они предназначаются для отбора агрессивных пластовых жидкостей или жидкости со значительным содержанием в ней ме­ханических примесей, в частности песка, поступающего из пласта.

Установка скважинного диафрагменного насоса состоит из по­гружного насосного агрегата (насоса и электропривода), спущен­ного в скважину на НКТ, кабеля, идущего рядом с тру­бами, спускного клапана, встроенного в колонну НКТ, оборудо­вания устья и станции управления, размещенной на поверхности.

У погружного агрегата имеются нагнетательный и всасываю­щий клапаны, диафрагма, пружина и поршень. Под порш­нем находится эксцентрик, приводимый во вращение угловой зубчатой передачей. Ниже находятся электродвигатель и ком­пенсационная диафрагма.

Полость над поршнем и полость у привода заполнены мас­лом. Полость над поршнем имеет строго определенный объем масла. Утечки масла из этой полости (например, через зазор у поршня и ци­линдра, в котором ходит поршень) восполняются через специальный клапан, размещенный в корпусе цилиндра. Так же выпускаются и излишки масла из полости над поршнем. Работой этих клапанов управляет вспомогательный поршенек, соединенный толкателем с диафрагмой.

Погружной агрегат работает следующим образом. При враще­нии вала двигателя и угловой зубчатой передачи экс­центрик вращается и поршень, прижатый к эксцентрику пру­жиной, перемещается вверх и вниз. На схеме показано верхнее положение поршня. Поскольку объем полости над поршнем неизменен, при ходе поршня вниз масло будет заполнять освобождаемое поршнем пространство, а диафрагма опустится. Соз­дается понижение давления в рабочей полости насоса под клапанами и происходит всасывание жидкости из скважины. Когда при дальнейшем вращении эксцентрика он подвинет поршень вверх, масло надавит на диафрагму и переместит ее в верхнее положение. Произойдет нагнетание жидкости через клапан в НКТ. Таким образом, перекачиваемая жидкость соприкасается только с клапанами, диафрагмой и стенками рабочей по­лости. Изменение объема полости у привода из-за дви­жения поршня компенсируется диафрагмой.

Насосные установки этого типа выпускаются фирмой «Плейгер» (ФРГ) и были также разрабо­таны, изготовлены и испытаны в Советском Со­юзе (ОКБ БН). Поскольку угловая зубчатая пе­редача и эксцентриковый привод поршня разме­щаются в погружном агрегате малых габаритов, мощность привода ограничена 3—6 кВт. Электродви­гатель трехфазный, асинхронный, маслозаполненный. Частота вращения вала электродвигателя 1350—1500 мин^-1. Зубчатая передача сокращает частоту вращения примерно в 2 раза. Таким образом, число ходов поршня в минуту около 750 при длине хода около 15 мм. Диафрагма насоса фирмы «Плейгер» имеет ход около 2,5 мм, расчетное число циклов работы диафрагмы до отказа примерно 400·10⁶ (примерно 400 сут). При давлении 10 МПа подача насоса составляет около 10 м³/сут, к. п. д. погружного агрегата — 0,45. При отборе сильно обводненной жидкости (до 90 %) с содер­жанием механических примесей до 1,8 мас. % отечественные на­сосы имеют большой межремонтный период работы (более 200 сут). В этих условиях межремонтный период насосов ЭЦН и штанговых насосов в 2—3 раза меньше.